輸煤皮帶跑偏原理及防范措施分析

王 波，李 圣，金光亮

(1.遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司，遼寧 鐵嶺 110200；2.中國石化撫順石油公司熱電廠，遼寧 撫順 113006；3.中國石化撫順石油公司生產(chǎn)運(yùn)行處，遼寧 撫順 113008)

輸煤皮帶跑偏原理及防范措施分析

王 波1，李 圣2，金光亮3

(1.遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司，遼寧 鐵嶺 110200；2.中國石化撫順石油公司熱電廠，遼寧 撫順 113006；3.中國石化撫順石油公司生產(chǎn)運(yùn)行處，遼寧 撫順 113008)

遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司二期輸煤系統(tǒng)多次發(fā)生因皮帶跑偏引起的全線停機(jī)故障，嚴(yán)重影響電廠的生產(chǎn)運(yùn)行。皮帶跑偏是輸煤系統(tǒng)最常見的故障，其原因是兩側(cè)縱向張力不同而產(chǎn)生側(cè)向力。根據(jù)糾偏原理，加裝了各類糾偏裝置,并采取綜合措施，取得了良好效果。

皮帶輸送機(jī)；輸煤皮帶；皮帶跑偏；縱向張力；側(cè)向力；托輥；糾偏裝置

皮帶輸送機(jī)是火力發(fā)電廠輸煤的主體設(shè)備，通過各段皮帶機(jī)接力輸送，構(gòu)成從儲(chǔ)煤場(chǎng)到煤倉間的整個(gè)鏈狀輸煤系統(tǒng)[1]。皮帶跑偏是輸煤系統(tǒng)最常見的故障，是指運(yùn)行過程中皮帶在側(cè)向力作用下，脫離皮帶機(jī)中心線，偏向一側(cè)的現(xiàn)象[2-3]。輸煤皮帶跑偏將影響整個(gè)輸煤系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其危害包括撒落煤、降低皮帶出力、皮帶損傷、邊緣破損及降低使用壽命、偏離超限停機(jī)。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致流煤、堵塞、皮帶撕裂等重大事故[4-5]。由于輸煤系統(tǒng)為鏈狀結(jié)構(gòu)，一旦某段出現(xiàn)問題，將全線停機(jī)，嚴(yán)重影響電廠的生產(chǎn)運(yùn)行。

1 皮帶跑偏的原理分析

1.1皮帶跑偏受力分析

皮帶受力示意圖見圖1，F(xiàn)N1、FN2分別為皮帶兩側(cè)縱向張力作用于托輥上的正壓力；Fr1、Fr2分別為托輥?zhàn)饔糜谄蓚?cè)的摩擦力。正常情況下，皮帶兩側(cè)縱向張力對(duì)稱相等，即FN1=FN2、Fr1=Fr2，皮帶位于輸送機(jī)中心位置,即O-O與O′-O′重合。如果皮帶右側(cè)縱向張力大于左側(cè)時(shí)，即FN1

圖1 皮帶受力示意圖

1.2輸煤皮帶跑偏原因

a. 皮帶頭、尾部滾筒軸線與皮帶機(jī)中心線不垂直。這種情況可能是安裝問題或調(diào)整不到位，也可能是在運(yùn)行過程中，滾筒軸承座固定螺栓及限位調(diào)整螺栓松動(dòng)造成的。滾筒軸線與皮帶機(jī)中心線不垂直，可直接導(dǎo)致皮帶兩側(cè)一松一緊，縱向張力不同。

b. 皮帶機(jī)同側(cè)托輥故障偏多。皮帶機(jī)在某段長度范圍內(nèi)，同側(cè)的故障托輥偏多，如托輥軸承破損或托輥不轉(zhuǎn)、托輥支架損壞變形等，使皮帶與托輥之間阻力加大甚至滑動(dòng)，致使該側(cè)摩擦力、側(cè)向力增大。不但導(dǎo)致皮帶跑偏，還能嚴(yán)重?fù)p傷皮帶，這類故障運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)最為常見。

c. 落煤點(diǎn)偏離輸送機(jī)中心線。由于燃煤煤種、粒度和濕度差異較大，儲(chǔ)量也存在波動(dòng)，致使落煤點(diǎn)偏離皮帶機(jī)縱向中心線，其沖擊力直接轉(zhuǎn)變?yōu)槠?cè)向力，同時(shí)形成偏載，甚至導(dǎo)致整段皮帶全線跑偏。

d. 輸煤皮帶接縫不正。皮帶硫化接頭的接縫與其縱向中心線垂直度不夠，直接導(dǎo)致皮帶兩側(cè)松緊不一，運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)側(cè)向力而跑偏。

e. 其他綜合因素。皮帶跑偏有時(shí)是個(gè)別點(diǎn)的單獨(dú)或綜合因素造成的。例如個(gè)別滾筒、托輥積煤、襯膠及表面破損、清掃器工作狀況欠佳及角度、位置不正等，均可造成皮帶兩側(cè)縱向張力不等，出現(xiàn)跑偏。

2 糾偏裝置原理分析

輸送皮帶出現(xiàn)跑偏，是其運(yùn)行過程中產(chǎn)生側(cè)向力所致。因此，控制皮帶跑偏就應(yīng)該采取措施，減少皮帶側(cè)向力。

2.1調(diào)整托輥組軸線傾角對(duì)皮帶的影響

圖2 托輥組軸線偏轉(zhuǎn)時(shí)皮帶受力示意圖

2.2兩側(cè)托輥前傾對(duì)皮帶的影響

在槽形托輥組中，3個(gè)托輥的軸線在同一平面，且與皮帶表面垂直，皮帶中心線與輸送機(jī)縱向中心線重合，兩側(cè)托輥受力對(duì)稱相等。當(dāng)皮帶向右側(cè)跑偏時(shí)，若將A、B兩側(cè)面托輥軸線向皮帶運(yùn)行方向傾斜β角度(見圖3，由O-O線轉(zhuǎn)為O′-O′線)，此時(shí)，皮帶給兩托輥的作用力就會(huì)因接觸長度不同而不等。如圖3所示，B托輥接觸長度大于A托輥，則FA

圖3 托輥前傾作用力示意圖

3 防范跑偏措施分析

3.1采用糾偏裝置

糾偏裝置能夠有效抑制輸煤皮帶跑偏，電廠輸煤系統(tǒng)普遍采用。自2015年，鐵嶺電廠二期輸煤系統(tǒng)陸續(xù)安裝了57套各類糾偏裝置，取得一定效果。

糾偏裝置是獨(dú)立的可調(diào)心托輥組，中心設(shè)置轉(zhuǎn)軸，兩側(cè)有垂直立輥。皮帶跑偏至極限位置時(shí)，其側(cè)面與該側(cè)立輥接觸摩擦，托輥支架獲得偏轉(zhuǎn)力矩，帶動(dòng)托輥組整體繞其轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)α角度，其產(chǎn)生的側(cè)向力可抑制皮帶跑偏。由于偏轉(zhuǎn)角在10°左右，側(cè)向力有限，糾偏裝置需要按1∶15的比例間隔安裝于普通托輥之間。

由于結(jié)構(gòu)原因，跑偏皮帶復(fù)位后，可調(diào)心托輥組的轉(zhuǎn)角無法及時(shí)回調(diào)，導(dǎo)致皮帶左右循環(huán)偏移，這是部分糾偏裝置的弊端。另外，糾偏裝置相對(duì)復(fù)雜，成本高，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件差，煤粉腐蝕性強(qiáng)，致使部件失效、托輥偏轉(zhuǎn)失靈等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

3.2采用前傾托輥

前傾托輥組與普通槽形托輥組一樣，通過托輥支架固定在輸送機(jī)機(jī)架上，2個(gè)側(cè)面托輥向皮帶運(yùn)行方向傾斜2°～3°，其側(cè)向力可有效制約皮帶跑偏(見圖3)。但由于前傾角度小，側(cè)向力有限，需要按3∶7的比例間隔安裝。前傾托輥運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，但托輥的前傾可增加運(yùn)行阻力，使用時(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。

3.3采取綜合措施

糾偏裝置的采用各有利弊。根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，不能只注重如何糾偏，更要主動(dòng)預(yù)防皮帶跑偏。要根據(jù)輸煤各段的實(shí)際條件及設(shè)備狀況，針對(duì)皮帶跑偏原因，采取綜合措施，盡早發(fā)現(xiàn)并消除隱患，從源頭上進(jìn)行控制往往效果更好。

a. 對(duì)各段皮帶輸送機(jī)的頭、尾部滾筒安排專人負(fù)責(zé)，定期檢查與不間斷巡查相結(jié)合，保證滾筒軸線與輸送機(jī)縱向中心線的垂直度，保證滾筒軸承座固定及限位調(diào)節(jié)螺栓緊固可靠。

b. 對(duì)皮帶機(jī)托輥的檢修保養(yǎng)按段管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理，儲(chǔ)備充足備件，隨機(jī)更換與定期更換相結(jié)合，盡量保證托輥無故障運(yùn)行。

c. 對(duì)重要部位落煤管的調(diào)節(jié)擋板進(jìn)行改造，將轉(zhuǎn)軸軸套改為全密封軸承，調(diào)節(jié)部件材質(zhì)為304不銹鋼，使調(diào)節(jié)擋板轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，調(diào)節(jié)自如。同時(shí)，注重對(duì)其它落煤點(diǎn)調(diào)節(jié)擋板的維護(hù)檢修，以保證各落煤點(diǎn)隨時(shí)可控、可調(diào)。

d. 嚴(yán)格把控皮帶硫化接頭的技術(shù)操作，安排指定人員進(jìn)行操作，按照GB 10595—2015《帶式輸送機(jī)》要求組織驗(yàn)收。

e. 加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的綜合管理，對(duì)可導(dǎo)致皮帶跑偏的各種因素，例如皮帶張緊力的調(diào)整，皮帶老化及破損情況，各類清掃器的工作狀況、位置等都要嚴(yán)格監(jiān)控，做到早發(fā)現(xiàn)，早處理。

4 結(jié)束語

火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)是多種設(shè)備聯(lián)合運(yùn)行的大動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。輸煤皮帶跑偏始終伴隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，不可避免。研究和分析皮帶跑偏原理，掌握其發(fā)生的原因和規(guī)律，可以有針對(duì)性地采取措施，加強(qiáng)預(yù)防，有效減少皮帶跑偏的發(fā)生。

[1] 李玉潔，賈曉梅.鐵嶺電廠輸煤控制系統(tǒng)[J].東北電力技術(shù),2001，22(8): 29-30,43.

[2] 劇金偉.膠帶機(jī)跑偏的原因及調(diào)整[J].技術(shù)研發(fā),2012，19(5)：202-205.

[3] 喬玉祥.輸煤皮帶跑偏的原因及防治措施[J].江蘇電機(jī)工程,2002，21(4)：20-21.

[4] 章 璇.新型輸煤系統(tǒng)控制方式在電廠中的應(yīng)用[J].東北電力技術(shù),1999,20(2)：29-31.

[5] 趙志斌，陳洪良，房 勇.輸煤皮帶撕裂檢測(cè)裝置的研制與應(yīng)用[J].東北電力技術(shù),2010， 31(10)：50-52.

Analysis of Coal Conveyer Belt Deviation Principle and Prevention Measures

WANG Bo1，LI Sheng2，JIN Guangliang3

(1.Liaoning Huadian Tieling Power Generation Co．，Ltd．，Tieling，Liaoning 110200，China； 2.China Petroleum Fushun Petrochemical Company Power Plant，F(xiàn)ushun，Liaoning 113006，China； 3.China Petroleum Fushun Petrochemical Company Production Operation Department，F(xiàn)ushun，Liaoning 113008，China)

The belt deviation is the most common fault handling system. Through the analysis of force, lateral force on both sides of the longitudinal tension generated by the different reasons. The two stages are the deviations of the belt conveying system in Liaoning Huadian Tieling Power Generation Co.,Ltd.,the 2015 annual occurrence of belt deviation, caused by multiple line stop machine, a serious threat to the power plant. According to production order rectification the principle, with various rectification device;it achieves good results.

belt conveyor; coal conveyer belt; belt deviation; longitudinal tension; lateral force; roller; deviation correction device

TD528.1

A

1004-7913(2017)09-0027-03

王 波(1972)，男，學(xué)士，工程師，從事輸煤系統(tǒng)技術(shù)管理工作。

2017-05-27)

數(shù)值、符號(hào)間保留一定間隙的規(guī)定

(1)為使多位數(shù)字便于閱讀，可將數(shù)字分成組，從小數(shù)點(diǎn)起，向左左向各每3位分成一組，組間留適空隙；但不得用逗號(hào)、圓點(diǎn)或其他方式分隔。

(2)年份、負(fù)數(shù)、部隊(duì)番號(hào)、儀表型號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)等待定數(shù)不用3位分節(jié)法。

(3)表示量值時(shí)，單位符號(hào)應(yīng)當(dāng)置于數(shù)值之后，數(shù)值與單位符號(hào)間留一空隙。

(4)排版中需要調(diào)整字體間間隙、整理版面時(shí)，對(duì)于數(shù)值間的應(yīng)有間隙不得變化。

摘自《量和單位的使用原則及方法》